[發(fā)明專利]一種活體藍鯊胸鰭彈性模量的測量裝置及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510860403.8
• 申請日: 2015-11-30
• 公開（公告）號: CN105510146B
• 公開（公告）日: 2018-09-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 胡慶松;劉習(xí)武;程文平;劉暢;王曼;韓摯陽
• 申請（專利權(quán)）人: 上海海洋大學(xué)
• 主分類號: G01N3/14
• 分類號: G01N3/14
• 代理公司: 上海伯瑞杰知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31227
• 代理人: 周兵

本發(fā)明公開了一種活體藍鯊胸鰭彈性模量的測量裝置及方法，所述裝置包括用于固定夾緊藍鯊的夾具系統(tǒng)和用于測量藍鯊胸鰭彈性模量的測量系統(tǒng)。所述方法包括如下步驟：1)水槽中的水通過水管導(dǎo)入到水箱內(nèi)，直至水箱中的水位到達水箱的開口位置；2)通過夾具將待測量的藍鯊固定到工作臺上，然后移動夾具使得藍鯊的頭部通過開口進入水箱內(nèi)；3)啟動液位傳感器檢測水箱內(nèi)的水位，若檢測傳感器檢測到的水位不足設(shè)定最小值，液位傳感器控制水泵啟動，通過水泵繼續(xù)向水箱中注水；若液位傳感器超過設(shè)定最大值，液位傳感器控制水泵關(guān)閉；4)在藍鯊胸鰭上選取若干測量點，測量相關(guān)數(shù)據(jù)；5)根據(jù)公式計算出藍鯊胸鰭的彈性模量。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及柔性材料物理特性測量領(lǐng)域，具體地說，特別涉及到一種活體藍鯊胸鰭彈性模量的測量裝置及方法。

背景技術(shù)

海洋中存在著洋流等多種能量形式，各種海洋魚類經(jīng)過千百萬年進化具備了適應(yīng)這一環(huán)境的功能結(jié)構(gòu)，以藍鯊為代表的鯊魚已經(jīng)在地球上生存了上億年，其具有游動姿態(tài)穩(wěn)定、效率高、巡游距離長的特點。當(dāng)前，人類對于水下航行裝備的研究進入了新的階段，自主式水下航行器(Autonomous underwatervehicle,AUV)在水下探測等領(lǐng)域已獲得眾多應(yīng)用，處于海洋強國間競爭的最前。目前AUV不足點之一在于能耗效率不高，水動力性能還處于較低水平，對相關(guān)海洋生物進行仿生將有助于這一問題的解決。就整個海洋生物群體來說，鯊魚與AUV處于相近的結(jié)構(gòu)和尺寸范圍內(nèi)。藍鯊的高效運動模式與其身體整體結(jié)構(gòu)和功能模塊組成密不可分，從仿生學(xué)的角度當(dāng)前還無法做到全面模擬。藍鯊胸鰭在游動過程中起到平衡和穩(wěn)定的重要作用AUV中也有相應(yīng)結(jié)構(gòu)體。胸鰭能夠高效的完成工作，除了外形以外，其彈性的表面特性、水流中恰當(dāng)?shù)氖湛s及彎曲等是關(guān)鍵，為了將藍鯊胸鰭的物理特性應(yīng)用于AUV的開發(fā)研究，測量出藍鯊肌肉的彈性模量就顯得尤為重要。

目前測量魚體肌肉彈性模量的方法都是將魚體解剖，然后通過物理方法測得彈性模量，但是活魚肌肉的彈性和死魚肌肉的彈性是有區(qū)別的。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種活體藍鯊胸鰭彈性模量的測量裝置及方法，以解決上述問題。

本發(fā)明所解決的技術(shù)問題可以采用以下技術(shù)方案來實現(xiàn)：

一種活體藍鯊胸鰭彈性模量的測量裝置，包括用于固定夾緊藍鯊的夾具系統(tǒng)和用于測量藍鯊胸鰭彈性模量的測量系統(tǒng)；

所述夾具系統(tǒng)包括工作臺，在所述工作臺上設(shè)有滑槽，滑槽上安裝有若干可沿所述滑槽移動的夾具，在所述工作臺的一側(cè)設(shè)有水槽，所述水槽內(nèi)安裝有水箱、水泵和水管，所述水泵與水管連通，水管的兩端分別連通水槽和水箱，用于將所述水槽中的水導(dǎo)入水箱中，在水箱上設(shè)有用于通過藍鯊頭部的開口；

所述測量系統(tǒng)包括第一平板、第二平板、頂針、彈簧和位移變化量顯示器；所述第一平板和第二平板通過彈簧彈性連接，在第二平板的頂面設(shè)有位移變化量顯示器，所述位移變化量顯示器連接有頂針，所述頂針依次貫穿第一平板和第二平板。

進一步的，所述水箱內(nèi)安裝有液位傳感器，液位傳感器的信號輸出端與水泵的控制端連接。

進一步的，所述夾具包括可移動基板、左限位夾板和右限位夾板，所述可移動基板活動安裝于滑槽內(nèi)，且沿滑槽前后移動；在可移動基板上設(shè)有調(diào)整槽，左限位夾板和右限位夾板的底部活動安裝于調(diào)整槽內(nèi)，且可沿調(diào)整槽左右移動。

一種活體藍鯊胸鰭彈性模量的測量方法，包括如下步驟：

1)啟動水泵，將所述水槽中的水通過水管導(dǎo)入到水箱內(nèi)，直至水箱中的水位到達水箱的開口位置；

2)通過夾具將待測量的藍鯊固定到工作臺上，然后移動夾具使得藍鯊的頭部通過開口進入水箱內(nèi)；